RELATORIO 3 coeficiente de viscosidade

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Universidade Estadual da Paraíba- UEPB
Centro de Ciências Biológicas e da Saúde-CCBS
Departamento de Farmácia
Curso: Farmácia
Físico-química Experimental
RELATÓRIO 03: COEFICIENTE DE VISCOSIDADE
ANNA JÚLIA DE SOUZA FREITAS
Campina Grande - PB
Abril de 2018
Universidade Estadual da Paraíba - UEPB
Centro de Ciências Biológicas e da Saúde - CCBS
Departamento de Farmácia
Turma: Quarta-feira
Laboratório de: Físico-química Experimental
Docente: Dauci Pinheiro Rodrigues
Discente: Anna Júlia de Souza Freitas 
Curso: Farmácia
Matrícula: 162130147
Título e Número referente: Experimento 03- Coeficiente de Viscosidade.
Data do Experimento: 21 de março de 2018
Recebimento em: _____________ Por professor (a): _________________
CORREÇÃO
Preparação: _____________
Relatório: _______________
Nota Global: _____________
Rubricada por professor (a): ___________________
INTRODUÇÃO
Viscosidade é a resistência apresentada por um fluido à alteração de sua forma, ou aos movimentos internos de suas moléculas umas em relação às outras. A viscosidade de um fluido indica sua resistência ao escoamento sendo o inverso da viscosidade, a fluidez. Diferentes líquidos têm diferentes viscosidades. Por exemplo, o mel escorre mais lentamente do que a água.
A quantificação física da viscosidade é feita pelo coeficiente de viscosidade, denotado pela letra grega η. Sabe-se que a temperatura tem um efeito grande na viscosidade de um líquido. Em geral, quanto maior a temperatura menor a viscosidade. Por isso é sempre importante levar em conta a temperatura ambiente ao se fazer experimentos envolvendo viscosidade.
Pode-se descrever o escoamento de um líquido com o deslizamento de placas, quando as velocidades envolvidas são pequenas. Em geral, entretanto, quando o líquido estiver fluindo suavemente através de um tubo, ele está em um estado chamado de escoamento laminar. 
A viscosidade de um fluido pode ser determinada por vários métodos: através da resistência de líquidos ao escoamento, tempo de vazão de um líquido através de um capilar (viscosímetro de Ostwald); da medida do tempo de queda de uma esfera através de um líquido (Höppler); medindo a resistência ao movimento de rotação de eixos metálicos quando imersos na amostra (Brookfield).
Nesta prática, o coeficiente de viscosidade de um líquido foi determinado observando-se a velocidade de escoamento através de alguma forma de tubo capilar. O escoamento deve ser paralelo ao eixo do tubo e a velocidade não deve exceder certo valor que ficará dependendo da viscosidade do líquido e do raio do tubo, para se obter uma determinação exata.
OBJETIVO
Calcular a viscosidade relativa do álcool etílico, acetona, soluções de sacarose a 10%, 20% e 30% utilizando o viscosímetro de Otswald.
 3. METODOLOGIA
3.1. Materiais 
Vidrarias, equipamentos e substâncias:
�
Acetona PA;
Água destilada;
Álcool PA;
Béckers – 50 mL;
Cronômetro;
Pipetas – 10 mL;
Soluções de sacarose em diferentes concentrações;
Suporte Universal;
Termômetro;
Viscosímetro de Ostwald.
�
3.2. Procedimentos Experimentais
Para dar início ao experimento, o Viscosímetro de Otswald foi lavado com água, primeira substância a ser utilizada. 
Em seguida, o mesmo foi acoplado ao Suporte Universal, de modo a ficar em posição vertical.
Pipetou-se 10 mL de água destilada no viscosímetro pelo braço mais largo. 
Mediu-se a temperatura ambiente, que registrou 29ºC.
Um pipetador foi colocado no orifício menor do viscosímetro, para a sucção da água, a fim de fazer com que seu nível ficasse acima da Marca A.
O pipetador foi, então, retirado do viscosímetro. Quando o nível atingiu a marca A, foram disparados simultaneamente três cronômetros, para medir o tempo que o líquido levaria para atingir o nível da marca B. Tomou-se nota dos tempos cronometrados e foi calculada a média entre eles.
O procedimento foi repetido utilizando as demais substâncias: Sacarose às concentrações de 10, 20, 30, 40%, Álcool PA e Acetona PA.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Temperatura inicial: 27ºC.
Temperatura final: 27ºC.
Temperatura média: 27ºC.
Valores dos tempos de escoamento das substâncias utilizadas no procedimento:
QUADRO 1 – TEMPO DE ESCOAMENTO DE SUBSTÂNCIAS
	
	Água destilada
	Sacarose 10%
	Sacarose 20%
	Sacarose 30%
	Sacarose 40%
	Álcool PA
	Acetona PA
	Tempo de escoamento (t1)
	219 s
	297 s
	364 s
	474 s
	677 s
	431s
	112 s
	Tempo de escoamento (t2)
	220 s
	298 s
	365 s
	475 s
	678 s
	432 s
	113 s
	Tempo de escoamento (t3)
	221 s
	299 s
	366 s
	476 s
	679 s
	433 s
	114 s
	Tempo médio
	220 s
	298 s
	365 s
	475 s
	678 s
	432 s
	s
APLICAÇÃO DOS RESULTADOS EXPERIMENTAIS
4.1. Citar alguns métodos de medida de viscosidade. E dizer qual o método empregado na experiência. Explique por que usou 10 mL em todas as determinações.
A viscosidade de um fluido pode ser medida de diferentes maneiras: 1 - Através da resistência de líquidos ao escoamento, onde é observado o tempo de vazão de um líquido através de um capilar (viscosímetro de Oswald); 2 - Através da medida do tempo de queda de uma esfera através de um líquido baseado na lei de Stokes (viscosímetro de Höppler); 3 - Medindo a resistência ao movimento de rotação de eixos metálicos quando imersos em uma amostra (reômetro de Brookfield). O método empregado na experiência foi a determinação da resistência de líquidos ao escoamento utilizando o viscosímetro de Otswald. Utilizou-se 10 mL em todas as determinações porque esse é o volume indicado para a prática desse método porque se fossem utilizados 20 mL, por exemplo, o tempo de escoamento iria ser maior.
4.2. Faça um modelo teórico mostrando um escoamento laminar de um líquido e a velocidade máxima no centro.
	O escoamento de um fluido é também conhecido e chamado de escoamento laminar. No regime laminar, a velocidade de escoamento do fluido é máxima no centro do tubo e decresce radialmente segundo uma parábola, alcançando velocidade nula nas paredes, ou seja, em um fluxo laminar diferentes partes (‘lâminas’) do líquido movem-se com diferentes velocidades. Em um capilar, a parte do líquido em contato com a parede tem velocidade nula, atingindo uma velocidade máxima no centro. Um líquido que se apresenta muito viscoso tem sua velocidade variando pouco da parede para o centro do capilar e escoa lentamente. Neste caso, por exemplo, uma coluna de liquido, num tubo circular, como sendo constituída de camadas concêntricas cilíndricas. Ao mover-se ao longo do tubo, a camada mais próxima das paredes permanece estacionária, no caso de o liquido molhar a parede. Cada uma das camadas seguintes move-se a uma velocidade que aumenta à medida que fica mais próxima do eixo do cilindro. Sendo esta forma de escoamento conhecida como escoamento laminar.
4.3. A viscosidade determinada pelo viscosímetro de Otswald é absoluta ou relativa? Por quê?
É uma viscosidade relativa, pois seus resultados são calculados utilizando a viscosidade da água como padrão.
4.4. Qual a influência da temperatura sobre a viscosidade de um líquido? Explicar de acordo com a equação
 
Para líquidos, quanto maior for a temperatura a qual o líquido estará submetido, menor será a sua viscosidade, devido a ação de forças atrativas; Já para gases, essa relação é diretamente proporcional, ou seja, quanto maior a temperatura maior será a viscosidade do gás. Portanto é importante aferir a temperatura no início e no fim do experimento.
4.5. Que dados são necessários para calcular a viscosidade de um líquido utilizando o viscosímetro de Otswald?
Utilizando o viscosímetro de Otswald é possível determinar a viscosidade absoluta e relativa dos líquidos. Para descobrir a viscosidade absoluta é necessário conhecer o raio do capilar (cm), a pressão hidrostática sobreo líquido (proporcional à densidade), o tempo de escoamento (s), o volume do líquido (cm3) e o comprimento do capilar (cm). Para descobrir a viscosidade relativa de um líquido é necessário se conhecer a viscosidade de outro líquido padrão (geralmente a água), bem como a massa específica e o tempo de escoamento dos dois líquidos.
4.6. Comentar a determinação de viscosidade por meio do viscosímetro de Otswald.
O viscosímetro de Otswald é um tubo que contém dois orifícios abertos de diâmetro apropriado e regular conectado a bojos (compartimentos arredondados de maior volume) marcados com meniscos estrategicamente arranjados para facilitar a medição do tempo de escoamento de um líquido. O fluido em questão é introduzido no orifício maior, o qual é sugado através do orifício menor com o auxílio de um pipetador ou seringa. Na descida quando nível do fluido passa pelo menisco superior, indicado pela letra “A” o cronômetro é acionado, e é travado quando o nível do líquido passa pelo anel “B”. O tempo que o fluido leva para escoar do menisco “A” para o “B” é o que determina sua viscosidade. O monitoramento da temperatura durante a medida é de extrema importância para um bom aproveitamento do experimento, pois a realização dos cálculos requer esse dado.
4.7. Discuta o efeito de modificação da estrutura molecular sobre a viscosidade dos líquidos.
Uma substância com moléculas estruturais longas se adere mais fortemente à superfície arrastando as moléculas vizinhas devido ao atrito entre elas, aumentando a viscosidade. Os fluidos complexos como os cristais líquidos, polímeros e micro emulsões são exemplos de compostos com estrutura longa. O oposto ocorre com as substâncias com estrutura molecular simples, as quais cedem mais facilmente à tensão de cisalhamento. Portanto pode-se deduzir que um fluido com uma viscosidade alta resiste ao movimento, porque a sua estrutura molecular dá origem a um atrito interno elevado. Já um fluido com uma viscosidade baixa flui com facilidade porque a sua estrutura molecular dá origem a um atrito interno reduzido quando o fluido se move. Embora o tamanho da estrutura molecular interfira na viscosidade de um líquido, a densidade e a viscosidade não são grandezas dependentes entre si.
4.8. Calcular a viscosidade da água destilada.
H2O = = = 8,1 x 10-3
4.9. Calcular as viscosidades dinâmica, relativa e cinemática das soluções de sacarose nas diferentes concentrações, do álcool etílico e da acetona.
Para o cálculo da viscosidade dinâmica, foi utilizada a fórmula:
Os valores de densidade das soluções foram obtidos nos dados referentes aos resultados do Experimento 01.
Álcool PA
Acetona PA
Sacarose a 10% 
Sacarose a 20%
 
Sacarose a 30%
 
Sacarose a 40%
 
Para o cálculo da viscosidade relativa, foi utilizada a fórmula: = 
Álcool PA
Acetona PA
 
Sacarose a 10%
Sacarose a 20%
Sacarose a 30%
Sacarose a 40%
 
Para o cálculo da viscosidade cinemática, foi utilizada a fórmula:
 
Álcool PA
Acetona PA
 
Sacarose a 10%
 
Sacarose a 20%
 
Sacarose a 30%
 
Sacarose a 40%
 
4.10. Conhecendo-se os valores da viscosidade relativa e densidade absoluta (prática 1) das soluções de sacarose, construa um gráfico com viscosidade na ordenada e densidade na abscissa. 
 Gráfico: Viscosidade relativa em função da massa específica.
 
	Analisando o gráfico, pode-se observar que a Viscosidade relativa das soluções de sacarose é diretamente proporcional aos valores de Massa específica (densidade absoluta) da mesma solução. 
�
4.11. Comparar o resultado obtido para a viscosidade dinâmica e comentar o erro obtido para o álcool e acetona.
Álcool 
Para encontrar o valor a 25ºC:
20 	1,200	
25 	 X
30 	1,003
 
Para encontrar a viscosidade a 27º C:
25 	2,203	
27 	 X	
30	 1,003	
Erro:
17%
Acetona
Para encontrar o valor da viscosidade a 27ºC:
25 	0,316		
27 	 X	
30	0,295
Erro:
3%
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Por meio do experimento, pode-se determinar a viscosidade de diferentes substâncias.
A prática foi realizada empregando o método de Poiseuille, utilizando o Viscosímetro de Ostwald, pelo qual se observa a resistência ao escoamento de acordo com a velocidade com que o líquido flui através de um capilar de vidro. 
	O índice de erro para o álcool foi de 17%, valor que ultrapassa o erro padrão, no entanto, pode ser consequência de falhas na cronometragem, devido à data de fabricação ou condições de armazenamento da substância. Já o índice de erro em relação a acetona foi de apenas 3%.
Através do experimento, foi possível comprovar que a velocidade de escoamento de um líquido é inversamente proporcional à sua viscosidade, isto é, quanto mais rápido um fluido escoa, menos viscoso ele é.
REFERÊNCIAS
Atkins, P. Fisico-Química, vol 1, 9 ed, Gen LTC, 2012.
Rosa, Fernando H. F. P. da. Medida de Viscosidade. Disponível em <http://macbeth.if.usp.br/~gusev/viscosidade.pdf>>. Acesso em abril de 2018.
VISCOSIDADE: Viscosímetro de Ostwald. Disponível em: <http://fcfrp.usp.br/dfq/Fisica/GuiaViscosidade/Viscosidade.pdf>. Acesso em abril de 2018. 
�
X= 2,203/100 = 0,02203 poise
�
X= 1,723/100= 0,01723 poise
�
X= 0,3076/100 = 0,003076 poise
_1585040723.xls
Gráf1
		1.4001
		1.7809
		2.4072
		3.5863
Valores Y
Densidade absoluta das soluções de sacarose
Viscosidade relativa das soluções de sacarose
Plan1
		Valores X		Valores Y		Colunas1
		1.0346		1.4001
		1.0724		1.7809
		1.1111		2.4072
		1.1599		3.5863